De rodium Det är en övergångsmetall som tillhör palladiumgruppen och vars kemiska symbol är Rh. Den är ädel, inert under normala förhållanden, medan den är sällsynt och dyr, eftersom den är den näst minst förekommande metallen i jordskorpan. Dessutom finns det inga mineraler som representerar en lönsam metod för att erhålla denna metall..
Även om det ser ut som en typisk silvervitt metall, har de flesta av dess föreningar en rödaktig färg gemensamt, förutom att deras lösningar verkar rosa toner. Det är därför som denna metall fick namnet "rhodon", vilket är grekiskt för rosa..
Emellertid är dess legeringar silver, såväl som dyra, eftersom den blandas med platina, palladium och iridium. Dess höga ädla karaktär gör den till en metall som nästan är immun mot oxidation, liksom helt motståndskraftig mot angrepp av starka syror och baser. därför skyddar deras beläggningar metallföremål som smycken.
Förutom dess dekorativa användning kan rodium också skydda verktyg som används vid höga temperaturer och i elektriska apparater..
Det är populärt känt bäst för att hjälpa till att bryta ner giftiga bilgaser (NOx) inuti katalysatorerna. Det katalyserar också produktionen av organiska föreningar, såsom mentol och ättiksyra..
Intressant är att det bara finns i naturen som isotopen 103Rh och dess föreningar är lätta att reducera till metall på grund av dess ädla karaktär. Av alla dess oxidationsnummer är +3 (Rh3+) är den mest stabila och rikliga, följt av +1 och, i närvaro av fluor, +6 (Rh6+).
I sitt metalliska tillstånd är det ofarligt för vår hälsa, såvida vi inte andas dess spridda partiklar i luften. Emellertid anses dess färgade föreningar eller salter vara cancerframkallande, förutom att de är starkt fästa vid huden.
Artikelindex
Upptäckten av rodium åtföljdes av palladium, båda metallerna upptäcktes av samma forskare: den engelska kemisten William H. Wollaston, som 1803 undersökte ett platinamineral, förmodligen från Peru..
Jag visste från den franska kemisten Hippolyte-Victor Collet-Descotils att det fanns röda salter i platina-mineraler, vars färg antagligen berodde på ett okänt metallelement. Sålunda smälte Wollaston sin platinmalm i vattenregi och neutraliserade sedan surheten i den resulterande blandningen med NaOH..
Från denna blandning var Wollaston tvungen att, med hjälp av utfällningsreaktioner, gradvis separera metallföreningarna; separerad platina som (NH4)två[PtCl6] efter tillsats av NH4Cl och andra metaller reducerade dem med metalliskt zink. Han försökte lösa upp dessa svampiga metaller med HNO3, lämnar två metaller och två nya kemiska element: palladium och rodium.
Men när han lade till aqua regia märkte han att en metall knappast löstes upp samtidigt som den bildade en röd fällning med NaCl: Na3[RhCl6] NHtvåO. Det är här namnet kom från: den röda färgen på dess föreningar, betecknad med det grekiska ordet "rhodon".
Detta salt reducerades med metalliskt zink, återigen, vilket gav svampigt rodium. Och sedan dess har de erhållna teknikerna förbättrats, liksom efterfrågan och tekniska tillämpningar, som äntligen verkar blanka rodiumbitar..
Hård, silvervit metall med praktiskt taget inget oxidskikt vid rumstemperatur. Det är dock inte en mycket formbar metall, vilket betyder att när den slås kommer den att spricka.
102,905 g / mol
1964 ° C Detta värde är högre än det för kobolt (1495 ° C), vilket återspeglar en ökning av styrkan hos den starkaste metallbindningen när den faller ner genom gruppen..
3695 ° C Det är en av metallerna med de högsta smältpunkterna.
-12,41 g / ml vid rumstemperatur
-10,7 g / ml vid smältpunkten, det vill säga precis när det smälter eller smälter
26,59 kJ / mol
493 kJ / mol
24,98 J / (mol K)
2.28 på Pauling-skala
-Först: 719,7 kJ / mol (Rh+ gasformig)
-Andra: 1740 kJ / mol (Rhtvå+ gasformig)
-Tredje: 2997 kJ / mol (Rh3+ gasformig)
150 W / (m K)
43,3 nΩ · m vid 0 ºC
6
Paramagnetisk
Rhodium, även om det är en ädel metall, betyder inte att det är ett inert element. Det rostar knappast under normala förhållanden; men när den värms upp över 600 ° C börjar dess yta reagera med syre:
Rh (s) + Otvå(g) → RhtvåELLER3(s)
Och resultatet är att metallen tappar sin karakteristiska silverglans..
Det kan också reagera med fluorgas:
Rh (s) + Ftvå(g) → RhF6(s)
RhF6 den är svart. Om det värms upp kan det förvandlas till RhF5, släppa ut fluor i miljön. När fluoreringsreaktionen äger rum under torra förhållanden favoriseras bildandet av RhF3 (rött fast ämne) över RhF6. Andra halider: RhCl3, RhBr3 och RhI3 bildas på ett liknande sätt.
Det kanske mest överraskande med metalliskt rodium är dess extrema motståndskraft mot frätande ämnen: starka syror och starka baser. Aqua regia, en koncentrerad blandning av saltsyra och salpetersyra, HCl-HNO3, kan lösas med svårighet, vilket resulterar i en rosa lösning.
Smälta salter, såsom KHSO4, är mer effektiva vid upplösning, eftersom de leder till bildandet av vattenlösliga rodiumkomplex.
Rodiumatomerna kristalliserar in i den ansiktscentrerade kubiska strukturen, fcc. Rh-atomerna förblir enade tack vare deras metallbindning, en kraft som är ansvarig i makroskala för metallens mätbara fysiska egenskaper. I denna bindning ingriper valenselektronerna, som ges enligt den elektroniska konfigurationen:
[Kr] 4d8 5s1
Det är därför en avvikelse eller ett undantag, eftersom det kan förväntas ha två elektroner i sin 5s-omlopp och sju i 4d-omloppet (följer Moeller-diagrammet).
Det finns totalt nio valenselektroner som tillsammans med atomradierna definierar kristallen fcc; struktur som verkar vara mycket stabil, eftersom lite information finns om andra möjliga allotropa former under olika tryck eller temperaturer.
Dessa Rh-atomer, eller snarare deras kristallina korn, kan interagera på ett sådant sätt att de skapar nanopartiklar med olika morfologier..
När dessa Rh-nanopartiklar växer ovanpå en mall (till exempel ett polymeraggregat) får de formen och dimensionerna på dess yta; således har mesoporösa rodiumsfärer utformats för att ersätta metallen i vissa katalytiska applikationer (som påskyndar kemiska reaktioner utan att konsumeras i processen).
Eftersom det finns nio valenselektroner är det normalt att anta att rodium kan "förlora dem alla" i sina interaktioner i en förening; antar att Rh-katjonen existerar9+, med ett oxidationsnummer eller tillstånd 9+ eller (IX).
De positiva oxidationssiffrorna som finns för rodium i dess föreningar varierar från +1 (Rh+) till +6 (Rh6+). Av dem alla är +1 och +3 de vanligaste, tillsammans med +2 och 0 (metalliskt rodium, Rh0).
Till exempel i RhtvåELLER3 oxidationsantalet av rodium är +3, eftersom om det antar att det finns Rh3+ och en 100% jonisk karaktär, kommer summan av laddningarna att vara lika med noll (Rhtvå3+ELLER3två-).
Ett annat exempel representeras av RhF6, där dess oxidationsnummer nu är +6. Återigen kommer endast den totala laddningen av föreningen att förbli neutral om det antas att Rh finns.6+ (Rh6+F6-).
Ju mer elektronegativ atomen som rodium samverkar med, desto större är dess tendens att visa mer positiva oxidationsnummer; så är fallet med RhF6.
När det gäller Rh0, motsvarar dess atomer av kristallen fcc koordinerad med neutrala molekyler; till exempel CO, Rh4(CO)12.
Till skillnad från andra metaller finns det inget mineral tillgängligt som är tillräckligt rik på rodium för att göra det ekonomiskt att erhålla från det. Det är därför det snarare är en biprodukt av industriell produktion av andra metaller; specifikt de ädla eller deras kongener (elementen i platinagruppen) och nickel.
De flesta mineraler som används som råvaror kommer från Sydafrika, Kanada och Ryssland.
Produktionsprocessen är komplex eftersom rodium, även om det är inert, finns i sällskap med andra ädla metaller, förutom att det har föroreningar som är svåra att avlägsna. Därför måste flera kemiska reaktioner utföras för att separera den från den initiala mineralogiska matrisen..
Dess låga kemiska reaktivitet håller den oförändrad medan de första metallerna extraheras; tills bara adelsmännen återstår (guldet bland dem). Dessa ädla metaller behandlas sedan och smälts i närvaro av salter, såsom NaHSO.4, att ha dem i en flytande blandning av sulfater; i detta fall Rhtvå(SW4)3.
Till denna blandning av sulfater, från vilka varje metall fälls ut separat genom olika kemiska reaktioner, tillsätts NaOH för att bilda rodiumhydroxid, Rh (OH)x.
Rh (OH)x upplöser tillsats av HCl och bildar sålunda H3RhCl6, som fortfarande är upplöst och visar en rosa färg. Efter, H3RhCl6 reagerar med NH4Cl och NaNOtvå att fälla ut som (NH4)3[Rh (NOtvå)6].
Återigen upplöses det nya fasta ämnet i mer HCl och mediet upphettas tills en metallisk rodiumsvamp fälls ut medan föroreningarna förbränns..
Dess ädla karaktär används för att täcka metallbitar med en beläggning av samma. På detta sätt är silverföremål pläterade med rodium för att skydda det från oxiderande och mörkare (bildar ett svart lager av AgO och AgtvåS), plus att de blir mer reflekterande (glänsande).
Sådana beläggningar används på smyckenplagg, reflektorer, optiska instrument, elektriska kontakter och röntgenfilter vid diagnostik av bröstcancer..
Det är inte bara en ädel metall utan också en hård. Denna hårdhet kan bidra till de legeringar den utgör, särskilt när det gäller palladium, platina och iridium; varav de från Rh-Pt är de mest kända. Rodium förbättrar även dessa legerings motstånd mot höga temperaturer.
Till exempel används rodium-platina-legeringar som ett material för att göra glas som kan forma smält glas; vid tillverkning av termoelement som kan mäta höga temperaturer (mer än 1000 ºC); deglar, bussningar för rengöring av glasfibrer, induktionsugnspolar, flygplansturbinmotorer, tändstift etc..
Rhodium kan katalysera reaktioner antingen som en ren metall eller samordnas med organiska ligander (organorium). Typen av katalysator beror på den specifika reaktion som ska accelereras, liksom andra faktorer..
Till exempel kan det i sin metallform katalysera reduktionen av kväveoxider, NOx, till omgivande gaser syre och kväve:
2 NEJx → x Otvå + Ntvå
Denna reaktion inträffar ständigt dagligen: i fordon och motorcykels katalysatorer. Tack vare denna minskning är gaserna NOx de förorenar inte städer i sämre utsträckning. För detta ändamål har mesoporösa rodiumnanopartiklar använts, vilket ytterligare förbättrar nedbrytningen av NO-gaser.x.
Föreningen [RhCl (PPh3)3], känd som en Wilkinson-katalysator, används för att hydrogenera (tillsätt Htvåoch hydroformylat (tillsätt CO och Htvå) alkener, för att bilda alkaner respektive aldehyder.
Rodiumkatalysatorer används kort för att hydrogenera, karbonylera (tillsätta CO) och hydroformylat. Resultatet är att många produkter är beroende av dem, såsom mentol, en essentiell kemisk förening i tuggummi; förutom salpetersyra, cyklohexan, ättiksyra, organisk kisel, bland andra.
Rhodium, som är en ädel metall, även om den sipprade in i vår kropp, kunde dess Rh-atomer inte (såvitt den vet) metaboliseras. Därför utgör de ingen hälsorisk; såvida inte det finns för många Rh-atomer utspridda i luften, vilket kan hamna i lungorna och benen.
Faktum är att i rodiumpläteringsprocesserna på smycken eller silversmycken utsätts juvelerare för dessa "puffar" av atomer; orsaken till att de har lidit av obehag i andningsorganen. När det gäller risken för det finfördelade fastämnet är det inte ens brandfarligt; utom vid bränning i närvaro av OFtvå.
Rhodiumföreningar klassificeras som giftiga och cancerframkallande, vars färger djupt fläckar huden. Här ser vi en annan tydlig skillnad i hur egenskaperna hos en metallisk katjon varierar jämfört med metallens.
Och slutligen, i ekologiska frågor, gör det knappa överflödet av rodium och dess brist på assimilering av växter det till ett ofarligt element vid spill eller avfall; så länge det är metalliskt rodium.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.